package com.kk.datastructure.queue;
import java.util.Scanner;

/**
 * title: 环形队列实现
 * @author 阿K
 * 2020年11月22日 下午3:50:46 
 */
public class CircleArrayQueueDemo {

	public static void main(String[] args) {
		//创建一个队列
        CircleArrayQueue queue = new CircleArrayQueue(4);// 此处有效数据为3 
        char key = ' '; //接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);//
        boolean loop = true;
        //输出一个菜单
        while (loop) {
            System.out.println("s(show): 显示队列");
            System.out.println("e(exit): 退出程序");
            System.out.println("a(add): 添加数据到队列");
            System.out.println("g(get): 从队列取出数据");
            System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");
            key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
            switch (key) {
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输出一个数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g': //取出数据
                    try {
                        int res = queue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h': //查看队列头的数据
                    try {
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e': //退出
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }

        System.out.println("程序退出~~");
    }
	
}

//使用数组模拟一个环形队列：CArrayQueue类
class CircleArrayQueue{
	
	private int maxSize;// 数组最大的容量
	// front 就指向队列的第一个元素, 也就是说 arr[front] 就是队列的第一个元素 
	private int front;
	// rear 指向队列的最后一个元素的后一个位置
	private int rear;
	private int[] arr;	
	
	// 创建队列构造器
	public CircleArrayQueue(int arrMaxSize) {
		maxSize = arrMaxSize;
		arr = new int[arrMaxSize];
		// front rear 默认值为0，声明的默认值也为0，既不需要重复赋值
	}
	
	// 判断队列是否满
	public boolean isFull() {
		return (rear + 1)% maxSize == front;
	}

	// 判断你队列是否为空
	public boolean isEmpty() {
		return front == rear;// 头尾相等，说明没数据
	}
	
	// 添加数据到队列
	public void addQueue(int n) {
		// 判断队列是否满
		if (isFull()) {
			System.out.println("队列已满,无法添加数据~~~~");
			return;
		}
		// 直接插入进来
		arr[rear] = n;
		// rear 后移, 得考虑取模(环形)
		rear = (rear + 1) % maxSize;
	}

	// 获取队列数据(出队列)
	public int getQueue() {
		// 判断队列是否为空
		if (isEmpty()) {
			// 通过异常抛出 null
			throw new RuntimeException("队列为空，无法取数据~~~");
		}
		// 分析得 front 是指向队列的第一个元素
		// 先 将 front 值保存到临时变量，用于返回
		// 然后再进行后移
		int value = arr[front];
		front = (front + 1) % maxSize;
		return value;
	}

	// 显示队列的所有数据
	public void showQueue() {
		// 判空
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空,无法显示数据~~~~");
			return;
		}
		// 遍历(从头队列 到 都队列 + 有效数据个数)
		for (int i = front; i < front+size(); i++) {
			System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
		}
	}

	// 计算出有效数据个数
	public int size() {
		return (rear - front + maxSize) % maxSize;  
	}
	
	// 显示头队列，而非取出
	public int headQueue() {
		// 判空
		if (isEmpty()) {
			// 通过异常抛出 null
			throw new RuntimeException("队列为空，无法取数据~~~");
		}
		// 显示
		return arr[front];
	}
}
